CS202172B1

CS202172B1 - Capacity metering device

Info

Publication number: CS202172B1
Application number: CS574177A
Authority: CS
Inventors: Bernd Roesch; Hartmut Heiber; Bernd Ferrara
Original assignee: Bernd Roesch; Hartmut Heiber; Bernd Ferrara
Priority date: 1976-09-03
Filing date: 1977-09-02
Publication date: 1980-12-31
Also published as: DD131240A1; DE2738801A1; IT1091403B

Abstract

The capacitive control unit is in series with an evaluator unit containing an operation amplifier giving contactless control of sheet material in a printing press. The capacitive unit (C) is combined with a first resistance to form a back-coupled circuit at the non-inverted input of the amplifier. A back-coupled combination of resistances is provided at the amplifier inverted input. The amplifier works in the stability range below the threshold value, and in the instability range above it. The inverted and non-inverted inputs of the amplifier can be interchanged.

Description

Vynález se týká kapacitního měřícího zařízení s připojeným vyhodnocovacím zařízením sestávajícím z operačního zesilovače k bezdotykovému měření výšky archů nebo stohu archů u tiskařských strojů.The invention relates to a capacitive measuring device with an associated evaluation device consisting of an operational amplifier for contactless measurement of sheet height or stack of printing machines.

Byla již navržena kapacitní měřící zařízení s připojenými vyhodnocovacími zařízeními, například v NDR patentovém spisu 190 252, u kterých vyhodnocovací zařízení obsahuje operační zesilovač.Capacitive measuring devices with associated evaluation devices have already been proposed, for example in GDR 190 252, in which the evaluation device comprises an operational amplifier.

Nevýhoda popsaného zařízení spočívá v tom, že změny kapacity vyvolané přítomností měřeného materiálu, například, sloupce archů, nevyvolají vždy na výstupu operační zesilovače změnu napětí dostatečnou pro další zpracování. Zejména obtížné je rozlišení jednoho a dvou archů, které není pomocí kapacitního měřícího zařízení spolehlivě možné.A disadvantage of the described device is that the changes in capacity caused by the presence of the measured material, for example, a column of sheets, do not always produce a voltage change sufficient for further processing at the output of the operational amplifier. It is particularly difficult to distinguish between one and two sheets, which is not reliably possible with a capacitive measuring device.

Úkolem vynálezu je proto konstrukce kapacitního měřícího zařízení s připojeným vyhodnocovacím zařízením, které by bylo vhodné i pro měření nej menších změn kapacity vyvolávaných měřeným materiálem, což by rozšířilo použitelnost zařízení.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to design a capacitive metering device with an associated evaluation device that would be suitable for measuring even the smallest capacity changes induced by the material being measured, which would extend the applicability of the device.

Uvedený úkol je vyřešen kapacitním měřicím zařízením s připojeným vyhodnocovacím zařízením sessávajícím z operačního zesilovače k bezdotykovému měření archů u tiskařských strojů, podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že mezi kondenzátor a první odpor zapojenými jako zpětnovazební RC člen je zapojen invertující vstup operačního , zesilovače a k přímému vstupu operačního zesilovače je připojen zpětnovazební odporový člen s odpory.This object is solved by a capacitive measuring device with an associated evaluation device comprising an operational amplifier for contactless measurement of sheets in printing machines, according to the invention, characterized in that an inverting input of the operational amplifier is connected between the capacitor and the first resistor. a feedback resistor with a resistor is connected to the direct input of the operational amplifier.

Přímý vstup operačního zesilovače a invertující vstup operačního zesilovače mohou být navzájem zaměněny.The direct opamp input and the inverting opamp input may be interchanged.

Nový vyšší účinek vynálezu spočívá v tom, že při provozu operačního zesilovače se úmyslně využívá jevu, který je u známých zapojení na závadu a je potlačován kmitočtovou kompenzací, to jest, že operační zesilovač nad svou prahovou hodnotou nepracuje ve stabilní oblasti, nýbrž v nestabilní oblasti, což je vyvoláno fázovým posuvem. Operační zesilovač kmitá v nestabilní oblasti se zvětšenou amplitudou. Využití zvětšené amplitudy umožňuje i v případě minimálních změn kapacity vyvolaných měřeným materiálem dosáhnout na výstupu operačního zesilovače změnu napětí, která je dostatečně velká pro další zpracování.A new higher effect of the invention is that the operation of the operational amplifier deliberately utilizes a phenomenon which is known to be defective in the known wiring and is suppressed by frequency compensation, i.e. the operational amplifier does not operate in a stable region but above a threshold , which is caused by phase shift. The operational amplifier oscillates in an unstable region with increased amplitude. The use of increased amplitude allows to achieve a voltage change at the output of the operational amplifier that is sufficiently large for further processing even in the case of minimal changes in capacity caused by the measured material.

Vynález je v dalším objasněn na příkladu jeho provedení, který je popsán pomocí připojeného výkresu, který znázorňuje na obr. 1 kapacitní měřící , zařízení ' pro měření výšky sloupce, obr. 2 kapacitní měřící zařízení . pro rozlišení počtu archů, obr. 3 blokové schéma' vyhodnocovacího zařízení.The invention is further elucidated by means of an exemplary embodiment thereof, which is described by means of the accompanying drawing, which shows in FIG. 1 a capacitive measuring device for measuring the height of a column, FIG. 2 a capacitive measuring device. 3 is a block diagram of an evaluation device.

Kapacitní měřící zařízení znázorněná na obr. 1 a 2, určená pro měření výšky sloupce nebo _ rozlišení počtu archů, jsou založena na principu změny kapacity ' deskového' kondenzátoru v důsledku změny tlouštky dielektrika, to' jest poměru ' vzduch-papír.The capacitive measuring devices shown in Figures 1 and 2 for measuring column height or sheet count resolution are based on the principle of varying the capacity of the 'plate' capacitor due to the change in the dielectric thickness, i.e. the air-paper ratio.

Mezi ' deskami C_t, C2 kondenzátoru C, mezi kterými je vzdálenost'd, se nachází dielektrikum vzduch o tlouštce d2 a dielektrikum papír o tlouštce dt nebo o tlouštce rovné násobku tlouštky d_P · Při ' měření ' počtu archů 6 je zde dielektrikum o' tlouštce dvojnásobné než je di, trojnásobné než je d · .·· a pří měření výšky sloupce 5 je zde dielektrikum ' o tlouštce jež tvoří součet dj, dx, kde d_x· představuje přírůstek výšky sloupce 5.Between the plates C _t , C2 of the capacitor C, between which there is a distance d, there is an air dielectric of thickness d2 and a paper dielectric of thickness dt or of a thickness equal to a multiple of thickness d _P. and the thickness of column 5 is here a dielectric of thickness which is the sum of dj, dx, where d _x represents the height increase of column 5.

Změna kapacity vyvolaná vložením měřeného materiálu, to jest ' archů 6 nebo sloupce 5, mezi' desky Q, C2 kondenzátoru C je vyhodnocována ve ' vyhodnocovacím zařízení podle obr. 3.The change in capacity caused by the insertion of the measured material, i.e. sheets 6 or column 5, between the plates Q, C2 of the capacitor C is evaluated in the evaluation device of FIG. 3.

Vyhodnocovací zařízení je tvořeno operačním zesilovačem 1, před jeho přímý vstup je předřazen druhý odpor Rp Přímý vstup je současně třetím odporem R2 spojen s výstupem operačního zesilovače 1. \The evaluation device is formed by an operational amplifier 1, before its direct input is preceded by a second resistor Rp The direct input is simultaneously connected by a third resistor R2 to the output of the operational amplifier 1. \

Invertující vstup operačního· zesilovače 1 je připojen ke kondenzátoru C a ' prvním ' odporem R . je propojen s výstupem operačního zesilovače 1.The inverting input of the operational amplifier 1 is connected to capacitor C and the 'first' resistor R. it is connected to the output of operational amplifier 1.

K výstupu operačního ' zesilovače 1 je připojen usměrňovač 3 . a klopný obvod 4, na ' jehož výstupu je napětí U'_a.A rectifier 3 is connected to the output of the operational amplifier 1. and a flip-flop 4 at the output of which is voltage U ' _and .

Činnost kapacitního měřícího zařízení podle vynálezu je ' následující:The operation of the capacitive measuring device according to the invention is as follows:

Jak již bylo uvedeno, vyvolá změna ' poměru d_t ku d2 v důsledku rozdílných dielektrických konstant změnu kapacity ' mezi deskami Cj, C2 kondenzátoru C.As already mentioned, the change in the ratio d _t to d2, due to different dielectric constants, causes a change in capacitance between the plates C1, C2 of the capacitor C.

Tato poměrná změna kapacity je velmi ' malá, zejména při měření nejtenčích materiálů, v důsledku čehož ji nelze vyhodnotit známými zařízeními.This relative capacity change is very small, especially when measuring the thinnest materials, and therefore cannot be evaluated by known devices.

Pomocí ' vhodné volby odporů Rp R2, určujících dle vztahuBy means of a suitable choice of resistors Rp R2, determining according to the relation

R1R1

R, + R2 zesílení K operačního zesilovače' 1 a hodnot RC členu složeného z prvního odporu R a kondenzátoru C se dosáhne toho, že operační zesilovač 1 pod svou prahovou hodnotou — mezi deskami (4, C2 kondenzátoru C je jeden arch 6 — pracuje ve stabilní oblasti a nad svou prahovou hodnotou — mezi deskami Cp C2 kondenzátoru C se nachází dva nebo více archů 6 pracuje v nestabilní oblasti.R, + R2 of the amplifier K of the operational amplifier 1 and of the RC element composed of the first resistor R and the capacitor C it is achieved that the operational amplifier 1 below its threshold - between the plates (4, C2 of the capacitor C is one sheet 6) a stable area and above its threshold - between the plates Cp C2 of the capacitor C there are two or more sheets 6 operating in an unstable area.

Napětí oscilací se usměrní v usměrňovači 3, jeho výstupní napětí řídí klopný obvod 4.The voltage of the oscillations is rectified in the rectifier 3, its output voltage is controlled by the flip-flop 4.

Claims

1. Capacitive measuring equipment. with an evaluation device consisting of an operational amplifier for contactless measurement of sheets in printing machines, characterized in that an inverting input of the operational amplifier (1) and a direct input are connected between the capacitor (C) and the first resistor (R) connected as a feedback RC member; an operational feedback resistor (Rp R2) is connected to the operational amplifier (1).

Capacitive measuring device according to claim 1, characterized in that the direct input of the 'operational' amplifier (1) and the inverting input 'of the operational amplifier (1) are interchanged.